發(fā)布時(shí)間：2021-07-07 08:09

　　超聲輔助切削能夠有效減小切削力和切削熱、改善被加工材料表面質(zhì)量并且能夠提高加工效率,因此被廣泛應(yīng)用于芳綸蜂窩材料等弱剛度難加工材料切削領(lǐng)域中。盡管可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段研究超聲切削的工藝優(yōu)化,但是大量超聲切削實(shí)驗(yàn)需要的人力、物力和時(shí)間成本比較高,并且實(shí)驗(yàn)過(guò)程中芳綸蜂窩材料的微觀(guān)破損表面特征呈現(xiàn)困難,而通過(guò)仿真手段研究則能夠有效彌補(bǔ)超聲切削實(shí)驗(yàn)本身的缺憾。有限元仿真不僅可以直觀(guān)、形象地呈現(xiàn)超聲切削過(guò)程中刀具和芳綸蜂窩材料接觸的界面特征,而且能夠?qū)崟r(shí)、方便地獲取超聲切削過(guò)程中的切削力,這對(duì)芳綸蜂窩材料超聲切削過(guò)程的切削工藝參數(shù)優(yōu)化、裝備開(kāi)發(fā)以及專(zhuān)用刀具研究都具有重要意義�；诖吮疚拈_(kāi)展了芳綸蜂窩材料超聲切削過(guò)程仿真和實(shí)驗(yàn)研究,旨在確定最優(yōu)的有限元仿真模型來(lái)指導(dǎo)超聲切削工藝參數(shù)的優(yōu)化。圍繞蜂窩材料微觀(guān)斷裂模型、直刀超聲切削仿真模型、圓刀超聲切削仿真模型、基于仿真分析的超聲切削工藝參數(shù)優(yōu)化等主要方面,研究工作和研究成果如下:（1）超聲切削蜂窩材料的理論基礎(chǔ)。研究了蜂窩材料的本構(gòu)特性和力學(xué)性能,根據(jù)芳綸蜂窩材料的本構(gòu)特征推導(dǎo)了基于單層各向同性的芳綸蜂窩材料本構(gòu)方程,根據(jù)小撓度薄板彎曲理論并結(jié)合直刀超聲... 

【文章來(lái)源】：杭州電子科技大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１芳綸蜂窩材料制造工藝流程圖［３３］??根據(jù)蜂窩胞壁材料的這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及相應(yīng)組分的材料性能，常用的芳綸蜂窩材料有限??

手段研宄芳綸蜂窩材料的材料性能。以王厚林為例，該團(tuán)隊(duì)同時(shí)研究了常用的間位芳綸紙和??國(guó)產(chǎn)的對(duì)位芳綸紙?jiān)诮䴘n酚醛樹(shù)脂后的差異性，通過(guò)掃描電鏡觀(guān)察到間位芳綸紙與酚醛樹(shù)脂??之間存在著明顯的界面，并繪制了浸漬酚醛樹(shù)脂后的間位芳綸紙應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)如圖２．２所示［５３］。??盡管該團(tuán)隊(duì)最終的研宂結(jié)果表明浸潰酚醛樹(shù)脂后的對(duì)位芳綸紙材料性能得到了極大的改善，??其強(qiáng)度和模量明顯高于同等條件下間位芳綸紙的強(qiáng)度和模量，但鑒于對(duì)位芳綸紙還沒(méi)有得到??大范圍的普及，目前我們?nèi)匀话凑臻g位芳綸紙的材料性能進(jìn)行芳綸蜂窩材料本構(gòu)方程的推導(dǎo)。??１８｜???１６－??１４－??＾１２－?Ｚ??２１０－?Ｚ??Ｉ?８－?Ｚ??￡?６－?Ｚ??〇?Ｚ??０．０００?０．００４?０．００８?０．０１２?０．０１６??Ｓｔｒａｉｎ??圖２．２浸漬酚醛樹(shù)脂后的間位芳綸紙應(yīng)力－應(yīng)變圖［５３］??在正式推導(dǎo)本構(gòu)方程（應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系）之前，我們?nèi)砸懻搩蓚�(gè)問(wèn)題［５４］。一是硬化準(zhǔn)則??是否需要被考慮到，硬化準(zhǔn)則通常是用來(lái)規(guī)定材料進(jìn)入塑性變形后的后繼屈服函數(shù)（又稱(chēng)作??加載函數(shù)或加載曲面）在應(yīng)力空間中變化的規(guī)則，通過(guò)觀(guān)察圖２．２可知浸漬酚醛樹(shù)脂后的間??位芳綸紙屬于彈塑性材料而非理想彈塑性材料，而彈塑性材料是需要考慮硬化效應(yīng)的，因此??在推導(dǎo)芳綸蜂窩材料本構(gòu)方程時(shí)把硬化準(zhǔn)則應(yīng)用到本構(gòu)方程的推導(dǎo)過(guò)程中；另一是采用彈塑??性全量形式還是彈塑性增量形式來(lái)描述芳綸蜂窩材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系

的工程問(wèn)題分析當(dāng)中［５Ｗ６］。薄板的幾何特點(diǎn)是薄板厚度ｈ遠(yuǎn)小于板面上其他兩個(gè)方向的最小??尺寸ｂ，此外薄板厚度ｈ與板面最小尺寸ｂ的比值需要大于１／８０并且不超過(guò)１／５，平分薄板厚??度ｈ的平面叫作薄板中面，薄板的幾何尺寸如圖２．３所示。作用在薄扳上的載荷可以分解為??平行于薄板中面的縱向載荷和垂直于薄板中面的橫向載荷，對(duì)于縱向載荷可按平面應(yīng)力問(wèn)題??進(jìn)行計(jì)算，而橫向載荷將使薄板彎曲因此需按薄板彎曲問(wèn)題進(jìn)行研宄。當(dāng)薄板彎曲時(shí)中面所??彎成的曲面叫作薄板的彈性曲面，中面內(nèi)各點(diǎn)的橫向位移（即垂直于中面方向的位移）稱(chēng)為??撓度。常用來(lái)研究的是小撓度薄板彎曲問(wèn)題，即薄板撓度要小于自身的厚度［５７］。??７／?ｊ?ｈ／２?［／／??／�。�?丨?ｉＨ?１／??／ｙ?ｚ??圖２．３薄板的幾何尺寸??小撓度薄板彎曲理論是建立在以下三個(gè)基本假設(shè)基礎(chǔ)上的［５８］。??（１）中性面假設(shè)：薄板彎曲時(shí)薄板中面保持中性，即薄板中面內(nèi)各點(diǎn)沒(méi)有平行于中面的??位移而只有垂直位移ｗ，此時(shí)有??１２??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[4]NOMEX蜂窩復(fù)合材料直刃刀超聲復(fù)合切割機(jī)理研究[D]. 黃秀秀.杭州電子科技大學(xué) 2015
[5]面向Nomex蜂窩芯復(fù)合材料超聲切割的智能化電源系統(tǒng)研究[D]. 韓麗軒.杭州電子科技大學(xué) 2015
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[7]NOMEX紙基蜂窩材料的組合銑刀高速銑削研究[D]. 李杰.大連理工大學(xué) 2012
[8]切削過(guò)程物理仿真及其工藝參數(shù)優(yōu)化研究[D]. 裴佳迎.東北大學(xué) 2011



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